20.7 C
Νέα Υόρκη

Το Xanadu βάζει το κβαντικό πλεονέκτημα στο σύννεφο

Ημερομηνία:

Πώς λειτουργεί: Μια σχηματική εικόνα του πειράματος, που δείχνει (από αριστερά προς τα δεξιά) την πηγή φωτονίων, βρόχους διαφορετικών μεγεθών που βασίζονται σε ίνες με προγραμματιζόμενες παραμέτρους και έναν αποπολυπλέκτη που στέλνει τις εξόδους σε διαφορετικούς ανιχνευτές ανάλυσης αριθμού φωτονίων (PNR) . (Ευγενική προσφορά: Xanadu)

Ερευνητές στο Xanadu, μια καναδική εταιρεία που ειδικεύεται στον φωτονικό κβαντικό υπολογισμό, ισχυρίζεται ότι έχει επιτύχει κβαντικό υπολογιστικό πλεονέκτημα με ένα πείραμα που εκτελέστηκε στη μηχανή Borealis που είναι προσβάσιμη στο σύννεφο. Ο όρος «κβαντικό πλεονέκτημα» (μερικές φορές ονομάζεται κβαντική υπεροχή) αναφέρεται σε μια κατάσταση στην οποία μια κβαντική μηχανή εκτελεί συγκεκριμένες υπολογιστικές εργασίες που θα ήταν δυσεπίλυτες για έναν κλασικό υπολογιστή. Το τελευταίο πείραμα, το οποίο περιλαμβάνει τη λήψη μετρήσεων που αντιστοιχούν στην άντληση δείγματος από μια κατανομή, παίρνει το Borealis του Xanadu 36 μικροδευτερόλεπτα ανά δείγμα, ενώ η ομάδα εκτιμά ότι θα χρειαστούν 9000 χρόνια για τον ταχύτερο υπερυπολογιστή στον κόσμο να μοντελοποιήσει το ίδιο πείραμα χρησιμοποιώντας τους πιο γνωστούς αλγόριθμους .

Η εργασία σε αυτό το πείραμα είναι ένα παράδειγμα δειγματοληψίας μποζονίων Gauss (GBS) - ένα απλοποιημένο πλαίσιο για οπτικούς κβαντικούς υπολογιστές στους οποίους οι κβαντικές καταστάσεις φωτός αποστέλλονται μέσω ενός συμβολόμετρου (ένα οπτικό δίκτυο με ρυθμιζόμενες παραμέτρους που υπαγορεύουν πώς παρεμβάλλονται τα φωτόνια) πριν μετρηθούν στις εξόδους. Αυτός ο σχεδιασμός είναι απλούστερος από έναν καθολικό κβαντικό υπολογιστή, και ως Τζόναθαν Λαβουά, η επικεφαλής της ομάδας ενοποίησης συστημάτων στο Xanadu, εξηγεί, ότι έχει περιορισμένες εφαρμογές. «Είναι σημαντικό να τονίσουμε ότι οι μηχανές κβαντικού πλεονεκτήματος κατασκευάζονται με σκοπό να αποδείξουν κάτι θεμελιώδες σχετικά με τη δύναμη του κβαντικού υπολογισμού, όχι απαραίτητα για να λύσουν ένα άμεσο «χρήσιμο» πρόβλημα», λέει ο Lavoie. "Το τελευταίο πιθανότατα θα απαιτήσει ανοχή σφαλμάτων και διόρθωση σφαλμάτων."

Με βάση τα προηγούμενα αποτελέσματα κβαντικού πλεονεκτήματος

Προηγούμενοι ισχυρισμοί κβαντικού υπολογιστικού πλεονεκτήματος έχουν συναντήσει ορισμένες διαμάχες. Σε 2019, μια ομάδα της Google ανακοινώθηκε το κβαντικό πλεονέκτημα χρησιμοποιώντας υπεραγώγιμη (αντί για φωτονική) τεχνολογία, αν και αυτό έγινε συζητείται εντός της κοινότητας. Πιο πρόσφατα, πειραματιστές από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας έκαναν παρόμοιες αξιώσεις για δύο πειράματα (που εκτελούν επίσης GBS) γνωστά ως Τζιαζάνγκ και Jiuzhang 2.0. Αν και ένα σημαντικό τεχνολογικό επίτευγμα, περαιτέρω έγγραφα εγείρουν ερωτήματα σχετικά με τα αποτελέσματά τους. Νικολάς Κεσάντα, ο οποίος ηγήθηκε του έργου μαζί με τον Lavoie και τώρα είναι επίκουρος καθηγητής στο Polytechnique Montréal, σημειώνει ότι «χρειάζονται περισσότερα εργαλεία θεωρίας και επαλήθευσης». Η εργασία του Quesada συνεχίζει να εξετάζει αυτές τις εργασίες επαλήθευσης.

Το Borealis διαφέρει από το Jiuzhang με πολλούς τρόπους, συμπεριλαμβανομένου του μεγέθους: με 216 διακριτούς τρόπους (διαφορετικές προσβάσιμες κβαντικές καταστάσεις), η μηχανή του Xanadu αντιπροσωπεύει σημαντική αύξηση από το προηγούμενο ρεκόρ των 144. Το Xanadu χρησιμοποιεί επίσης ένα νέο σχέδιο για GBS που καθυστερεί τα φωτόνια σε βρόχους οπτικών ινών πριν παρεμβαίνουν στους επόμενους παλμούς, γεγονός που βοηθά στην καταστολή των σφαλμάτων και βελτιώνει την επεκτασιμότητα. Ένα ιδιαίτερο επίτευγμα αυτής της τελευταίας εργασίας είναι οι τεχνικές που εφαρμόζονται για τη σταθεροποίηση αυτών των ινών σε μήκη πολύ κάτω από την τάξη του μήκους κύματος του φωτός, όπως συζητείται σε ένα ανάρτηση που δημοσιεύτηκε από την ομάδα στο Xanadu.

Η νέα ρύθμιση σημαίνει ότι δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν όλες οι πιθανές διαμορφώσεις του GBS. «Για τη φωτονική, όταν κάποιος θέλει να κωδικοποιήσει ενδιαφέροντα προβλήματα που αντανακλούν περιπτώσεις εφαρμογών του πραγματικού κόσμου, χρειάζεται πρόσβαση σε ένα καθολικό προγραμματιζόμενο συμβολόμετρο, το οποίο συνήθως συνεπάγεται σημαντικές απώλειες», λέει ο Quesada. «Οπότε αυτή είναι σίγουρα μια δύσκολη πρόκληση».

Ωστόσο, το Borealis επιτρέπει πλήρη προγραμματισμό εντός των ορίων της προτεινόμενης δομής, ενώ προηγούμενα πειράματα GBS αυτής της κλίμακας είχαν σταθερές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των τρόπων λειτουργίας. Η πρόσθετη ευελιξία επιτρέπεται από την πρόοδο στη δημιουργία κβαντικών καταστάσεων φωτός, τον ρυθμό ανίχνευσης και τη γρήγορη ηλεκτροοπτική μεταγωγή, η οποία αλλάζει τις ρυθμίσεις των εξαρτημάτων στα οποία οι παλμοί παρεμβαίνουν σε αρκετά υψηλή ταχύτητα για την υλοποίηση όλων των πιθανών λειτουργιών.

Το Borealis είναι μοναδικό μεταξύ των επιδείξεων κβαντικών πλεονεκτημάτων καθώς το κοινό μπορεί πλέον να έχει πρόσβαση σε αυτό το μηχάνημα και να υποβάλλει εργασίες εξ αποστάσεως μέσω της υπηρεσίας cloud του Xanadu. Ωστόσο, το αν το GBS παράγει χρήσιμους υπολογισμούς πέρα ​​από την επίδειξη κβαντικού πλεονεκτήματος, είναι ακόμα αβέβαιο. Επιπλέον, όπως εξηγεί ο Quesada, όταν πρόκειται για τις εφαρμογές του GBS, απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να κατανοηθεί «αν υπάρχουν κλασικοί αλγόριθμοι που μπορούν να κάνουν τη δουλειά αρκετά καλά, ακυρώνοντας έτσι την ανάγκη για κβαντικές μηχανές». Ωστόσο, αυτό το επίτευγμα «βοηθά πραγματικά να χτιστεί η εμπιστοσύνη ότι τα συστήματα ανάπτυξης υλικού και ελέγχου λογισμικού μας είναι στο σωστό δρόμο για την κατασκευή ενός φωτονικού κβαντικού υπολογιστή ανθεκτικού σε σφάλματα στο Xanadu», λέει ο Lavoie. Κόσμος Φυσικής.

  • Coinsmart. Το καλύτερο ανταλλακτήριο Bitcoin και Crypto στην Ευρώπη.Click Here
  • Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
  • Πηγή: https://physicsworld.com/a/xanadu-puts-quantum-advantage-in-the-cloud/

Σχετικά Άρθρα

spot_img

Πρόσφατα Άρθρα

spot_img